CN101051777B - 单相电机“△.y”形绕组布线方法及其电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单相电机“△.Y”形绕组布线方法，将单相电机中的一相绕组，用电桥平衡方法，按不同极相分布成T ₁、T ₃和T ₂、T ₄两路绕组并联后，再与所述两路绕组对称中线分布的绕组T _C串联；并按同心绕组短距线圈圈数的多少，先叠绕分布，再按极距绕组圈数与短距线圈圈数的差值，绕一个线圈叠绕到电极距位置之中设定另一相绕组。本发明利用单相异步电动机的主绕组的创新布线，线载率提高在30％左右，节约制造成本。其利用电桥平衡方法将单相电机电路改变为三相电机中的“△.Y”等效电路，相带角距由90°缩小为30°角距；极弧利用率提高近20％，再次节约成本；电机效率和其它性能由原来的低于三相简易电机，提高到相当于三相电机中的最高水平的“△.Y”形接法电机标准。

Description

单相电机“△.Y”形绕组布线方法及其电路

技术领域

本发明涉及单相异步电动机绕组布线方法，尤其是改变磁场旋转中偏转角速度和磁通密度波动变化的绕组布线方法；具体涉及一种节电、节材的智控六驱异步单相电机″Δ.Y″形绕组布线方法及其电路。

背景技术

现有技术中，单相异步电动机电源经电容器移相分流后，分别直接接入相位差90°的两相绕组中交替驱动磁流，以得到电机的磁场旋转；定子中只存在两个极相的电极变换驱磁，相带角为90°，且副相输出不足，由此共同引起电机旋转不平稳，输出小、效率低，噪声大等问题，同时加上传统单相电机由于绕线分布极相数少，都采用同心绕法分布绕线，造成绕线的线载荷率很低，使现有通用技术的单相电容电机耗材量大，性能差。

由本人申请的中国专利02244670.2“二次移相单相电机”、200420067317.9“智能化二次移相单相电机”、2004100813446“异步电动机智能绕组移相方法及其电路”和200610054444.9“单相智控六驱异步电动机定、转子配置”等系列技术，虽然都是涉及单相电机电桥结构的核心技术，但它们在电桥结构电路与电机电路之间没有很好的结合运用，电路设计不是不完整，就是有缺陷，电桥组合的“Δ”电路无法控制到电机电路平衡所需的平边三角形设计，不能最高标准达到电机平稳旋转；只比原有电容运转电机约好，还是无法与简易三相电机性能相比。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种智能电桥与三相电机“Δ”接法电路和“Y”接法电路相互结合，布线相带为30°的高效节能、节材，同时能智能调控各相电极驱磁平稳旋转的单相电机″Δ.Y″形绕组布线方法及其电路，其性能超过三相简易电机，达到三相“Δ.Y”形混合接法的高质量电机的标准。

实现上述目的本发明采用的技术手段是：单相电机″Δ.Y″形绕组布线方法，其特征在于：将单相电机中的一相绕组，用电桥平衡方法，按不同极相分布成T₁、T₃和T₂、T₄两路绕组并联后，再与所述两路绕组对称中线分布的绕组T_C串联；另一相按同心绕组短距线圈a圈数的多少，先叠绕分布c、d排列，再按极距绕组b圈数与短距线圈a圈数的差值，绕一个线圈e叠绕到电极距位置之中。

按本发明方法得到的单相电机″Δ.Y″形绕组电路，其特征在于：主绕组设定为三个串联的绕组极相，即A、B、C；B相为主电源电极分布位置，A相和C相分别在B相两旁30°位置处；电桥副绕组设定为两相即T1、T2，分别位于主绕组B的两边60°位置分布；分别在主绕组A和C位置上重叠两相控制绕组，它们分别为控制绕组T3和控制绕组T4；将主绕组B左边的控制绕组与右边的电桥副绕组、左边的电桥副绕组与右边的控制绕组分别顺绕向串联后，相并成电桥；并头G、O为电桥的电源输入端，O为″Y″形电路中点端，与分布在主绕组B的90°位置的电容副绕组串联后，再接入副电源。

即在单相异步电动机电路中，以主电源绕组电极为平衡中心，分别在两侧90°范围内设立两路受主相互感电动势平衡的绕组，并联成电桥电路；绕组设计是将主绕组设定为三个串联的绕组极相，即A、B、C；B相为主相电源电极分布位置，A相和C相分别在B相两旁30°位置处；电桥副绕组设定为两相T₁和T₂，分别位于主绕组B的两边60°位置分布；两相控制绕组T₃和T₄分别在主绕组A和C位置上重叠；再在距主绕组B的90°位置设置电容副绕组T_c。将主绕组B左边的控制绕组与右边的副绕组、左边的副绕组与右边的控制绕组分别顺绕向串联后，相并成电桥；并头G为电桥的电源输入端，O为“Y”形电路的中点端；电容副绕组的“Y”形电路与电桥电路结合，主绕组以电桥电路的智能调控运行产生互相相距30°相带的电极，加上电容副绕组电极共六相30°相带电极，形成圆周驱动。

其中，各绕组圈数：T₃＝T₄＝T₁·sin30°/sin60°；

T₁＝T₂；T_c＝T₁+T₃·Sin30°

而：(T₃+T₄)sin60°＝T₁，所以绕组T₁、T₂和T₃+T₄组成的是一个等边三角形电路，而绕组T₁、T₂和T_c组成的是一个对称“Y”形电路，T₃、T₄和T_c构另一个对称“Y”形电路。而在主、副绕组圈数配值方面，各路绕组分布圈数完全能与加在其两端电源匹配；各极相波峰驱磁电流的安.匝数按其角度排列是完全相等，各极相电源的相位变化靠电桥智能控制；由此本发明电路拥有电机高效运行的必要条件。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明利用单相异步电动机的主绕组的创新布线，线载率提高在30％左右，节约制造成本。

2、本发明利用电桥平衡方法将单相电机电路改变为三相电机中的“Δ.Y”等效电路，相带角距由90°缩小为30°角距；极弧利用率提高近20％，再次节约成本；电机效率和其它性能由原来的低于三相简易电机，提高到相当于三相电机中的最高水平的“Δ.Y”形接法电机标准。

附图说明

图1是本发明的电容电动机绕组分布图。

图2是本发明的电容电动机原理图。

图3是本发明罩极电路结合原电容电机原理图。

图4是本发明罩极电路结合原电容电机变异为“Δ”接法原理图。

图5同心绕组布线图(虚线表示定子铁芯的开槽所在)。

图6本发明改变同心绕组布线图(虚线表示定子铁芯的开槽所在)。

具体实施方式

本发明单相电机“Δ.Y”形绕组布线方法及其电路分布区：确定两相相位相距90°的交流电源，以供电机主相和副相电源，同时作为副相电桥处理电流的方向坐标电压信号输入。参见图1，绕组设计是将主绕组设定为三个串联的绕组极相，即A、B、C。B相为主电源电极分布位置，A相和C相分别在B相两旁30°位置处；电桥副绕组设定为两相，即T₁、T₂，分别位于主绕组B的两边60°位置分布；分别在主绕组A和C位置上重叠两相控制绕组，它们分别为控制绕组T₃和控制绕组T₄；将主绕组B左边的控制绕组与右边的电桥副绕组、左边的电桥副绕组与右边的控制绕组分别顺绕向串联后，相并成电桥；并头G、O为电桥的电源输入端，O为“Y”形电路中点端，与分布在主绕组B的90°位置的电容副绕组串联后，再接入副电源。由此，主相绕组A、B、C段极弧、电桥副绕组T₁、T₂段极弧和电容副绕组T_c段极弧共同组成相带角相距30°的六极相驱动、单相电容运转电机特有的“Δ.Y”形接法电路。

根据现在最简单的移相方法，电桥的供电方式主要有两种，其一是直接在电桥上串接电容后并入主电源，如图1、图2所示。

其二是电容副绕组T_C顺绕向与电桥串联或直接省去T_C，在T_C位置再设一相电容副绕组T_C1直接接入副电源，形成一种全新的罩极电机电路，如图3、图4所示。

工作原理：本发明首先利用电桥中的平衡电流将主绕组分布区的电极控制为A、B、C三个相距30°相带方向旋转状态下移动驱磁的极相。如果工作时电桥中的横向坐标控制电压设定为由副电源通过电桥直接产生，那么，纵向坐标控制电压完全靠电桥在铁芯中感应主相电动势而来，实现智能化综合处理过程。

利用控制绕组(T₃+T₄)以及电桥副绕组T₁和T₂组成的“Δ”电路，主相电源通过互感，从外接副电源中分离出两相新的电源U₁和U₂，分布在主绕组与电容副绕组之间的交结极弧中，增加的两相绕组T₁和T₂与电容副绕组T_c结合成“Y”形电路，其工作原理与三相电机完全相同，只是电极之间的相带角比三相简易电机小一半，为30°相带，导致它运转性能远远好于三相简易电动机。

本发明除原理创新之外，创新点还有绕组排线方法与其它方法不同，它是按同心绕组(如图5)短距a线圈圈数的多少先叠绕分布成c和d的排列(如图6)，再按极距绕组b圈数与短距线圈a圈数的差值，绕一个线圈e叠绕到电极距位置之中。其它同心绕组的电机都实用之总排绕方法，如有使用这种方法都视为侵权。

图3和图4的电路原理都是图2原理的变异，以前都没有出现过，有使用都同样视为侵犯本发明专利。

Claims (1)

1.单相电机“Δ.Y”形绕组电路，其特征在于：主绕组设定为三个串联的绕组极相，即A、B、C；B相为主电源电极分布位置，A相和C相分别在B相两旁30°位置处；电桥副绕组设定为两相即T1、T2，分别位于主绕组B的两边60°位置分布；分别在主绕组A和C位置上重叠两相控制绕组，它们分别为控制绕组T3和控制绕组T4；将控制绕组T3与电桥副绕组T1、控制绕组T4与电桥副绕组T2分别顺绕向串联后，相并成电桥；并头G、O为电桥的电源输入端，O为“Y”形绕组电路中点端，与分布在主绕组B的90°位置的电容副绕组Tc串联后，再接入副电源。

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